Διβοράνιο (B2H6)

Η ένωση Διβοράνιο, έχει τον τύπο Β2Η6 που σχηματίζεται από βόριο και υδρογόνο. Το Diborane έχει αποκρουστικά γλυκιά οσμή και είναι άχρωμο και πυροφορικό. Το υδρίδιο του βορίου, το εξαϋδρίδιο του διβορίου και το βρωμοαιθάνιο είναι όλα συνώνυμα. Το διβοράνιο μπορεί να είναι μια βασική ένωση βορίου με εξάπλωση εφαρμογών. Το Diborane έχει μια ενδιαφέρουσα ηλεκτρονική διαμόρφωση και είναι ευρέως γνωστό για τα χρήσιμα παράγωγά του.

Σύνθεση

Αρκετές Synthese έχουν σχηματιστεί ως αποτέλεσμα εκτεταμένων μελετών του Diborane. Το κοινό παρασκεύασμα περιλαμβάνει αντιδράσεις δοτών υδριδίων με αλογονίδια ή αλκοξείδια βορίου. Η οικονομική σύνθεση του Diborane περιλαμβάνει την αναγωγή του BF3 από υδρίδιο, υδρίδιο λιθίου ή υδρίδιο λιθίου αργιλίου:

8 BF3 + 6 LiH → B2H6 + 6 LiBF4

Δύο εργαστηριακές μέθοδοι ξεκινούν από τριχλωριούχο βόριο με υδρίδιο λιθίου αργιλίου ή διάλυμα φθοριούχου αιθέρα με βοριοϋδρίδιο του νατρίου. Και οι δύο μέθοδοι καταλήγουν στο μέγιστο ποσό ως απόδοση 30%:

4 BCl3 + 3 LiAlH4 → 2 B2H6 + 3 LiAlCl4

4 BF3 + 3 NaBH4 → 2 B2H6 + 3 NaBF4

Παλαιότερες μέθοδοι συνεπάγονται την άμεση αντίδραση αλάτων βοροϋδριδίου με ένα μη οξειδωτικό οξύ, όπως το ορθοφωσφορικό οξύ ή το αραιό βιτριόλι.

2 BH4− + 2 H+ → 2 H2 + B2H6

Ομοίως, η οξείδωση των αλάτων βοροϋδριδίου έχει αποδειχθεί και παραμένει βολική για παρασκευάσματα μικρής κλίμακας, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ιώδιο ως οξειδωτικό:

2 NaBH4 + I2 → 2 NaI + B2H6 + H2

Μια άλλη σύνθεση μικρής κλίμακας χρησιμοποιεί υδροβορικό κάλιο και ορθοφωσφορικό οξύ ως πρώτες ύλες.

Αντιδράσεις

Ως πυροφορική ουσία, το διβοράνιο αντιδρά εξώθερμα με το οξυγόνο για να δημιουργήσει τριοξείδιο του βορίου και νερό:

2 B2H6 + 6 O2 → 2 B2O3 + 6 H2O (ΔHr =−2035 kJ/mol =−73,47 kJ/g)

Το διβοράνιο αντιδρά βίαια με το νερό για να δημιουργήσει υδρογόνο και βορικό οξύ:

B2H6 + 6 H2O → 2 B(OH)3 + 6 H2 (ΔHr =−466 kJ/mol =−16,82 kJ/g)

Το διβοράνιο επίσης αντιδρά με το αλκοόλ παρόμοια. Η μεθανόλη, για παράδειγμα, δίνει υδρογόνο και βορικό τριμεθυλεστέρα:

B2H6 + 6 MeOH → 2 B(OMe)3 + 6 H2

Hydroboration

Το Hydroboration πρέπει να χορηγείται με λίγη προσοχή επειδή το διβοράνιο και τα αλκυλοβοράνια είναι εξαιρετικά δραστικές και τοξικές ουσίες. πολλά είναι αυθόρμητα εύφλεκτα στον αέρα. Με ένα ογκώδες διαλκυλοβοράνιο, όπως το δι-(1,2-διμεθυλοπροπυλο)βοράνιο, δεν πραγματοποιείται περαιτέρω προσθήκη στο αλκενυλοβοράνιο.

Properties Of Diborane

Ακολουθούν ορισμένες από τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του Diborane:

Το διβοράνιο περιγράφεται ως ένα άχρωμο, εξαιρετικά εύφλεκτο αέριο σε θερμοκρασία δωματίου. Αναφλέγεται γρήγορα με την παρουσία υγρού αέρα σε θερμοκρασίες σε υψηλές συγκεντρώσεις.

Έχει μια γλυκιά μυρωδιά.

Είναι ένα τοξικό αέριο με σημείο βρασμού περίπου 180 K.

Όταν καίγεται παρουσία οξυγόνου, παράγει απίστευτη ποσότητα ενέργειας.

Το διβοράνιο υδρολύεται εύκολα στο νερό, αποδίδοντας αέριο υδρογόνο και βορικό οξύ.

Η πλειονότητα του Diborane θεωρείται ότι είναι εύφλεκτο όταν εκτίθεται στον αέρα.

Η ένωση διβοράνιο έχει τον τύπο Β2Η6 που σχηματίζεται από βόριο και υδρογόνο. Είναι ένα άχρωμο, πτητικό αέριο με αποκρουστικά γλυκιά οσμή. Το διβοράνιο αντιδρά εύκολα με τον αέρα, οδηγώντας σε εκρηκτικούς συνδυασμούς. Σε θερμοκρασία, το Diborane θα αναφλεγεί αυθόρμητα σε υγρό αέρα. Για κινητικούς λόγους, είναι αξιοσημείωτα μη αντιδραστικό, ωστόσο είναι γνωστό ότι συμμετέχει σε μια ευρεία επιλογή χημικών αντιδράσεων, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας διυδρογόνου. Το διβοράνιο χρησιμοποιείται ως μειωτής με δραστικότητα σχεδόν όπως το υδρίδιο του αργιλίου λιθίου.

Συνέπειες για την υγεία

Τα μάτια, το δέρμα και η οδός ερεθίζονται από το αέριο Diborane. Μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό των ματιών, της μύτης και του λαιμού και επίσης προκαλεί βήχα, σφίξιμο και οίδημα των αεραγωγών και των πνευμόνων. Η ζάλη, οι πονοκέφαλοι, η αδυναμία και η απώλεια συντονισμού είναι όλες πιθανές παρενέργειες. Η βλάβη στα νεφρά και το ήπαρ είναι ασυνήθιστο φαινόμενο.

Ο εξώθερμος χαρακτήρας της διαδικασίας υδρόλυσης προκαλεί τοπική ενόχληση.

Άτομα που έχουν ιστορικό αναπνευστικής νόσου θα μπορούσαν επίσης να είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην έκθεση στο Diborane.

Χρήση του Diborane 

Χρησιμοποιείται για την κατασκευή βοροφωσφοπυριτικού γυαλιού, το οποίο μπορεί να είναι αθόρυβο. Στις περισσότερες χημικές διεργασίες, χρησιμοποιείται ως μειωτής. Στον πολυμερισμό, το Diborane χρησιμοποιείται συνήθως ως καταλύτης και βουλκανιστής από καουτσούκ. Χρησιμοποιείται ακόμη και ως παράγοντας ντόπινγκ στην παραγωγή μονάδων ημιαγωγών.

Το Diborane έχει προταθεί ως καύσιμο πυραύλων και έχει εκτοξευθεί πειραματικά, αλλά δεν έχει χρησιμοποιηθεί σε πύραυλους εν χρήσει, όπως βουλκανιστής από καουτσούκ, καταλύτης πολυμερισμού υδρογονανθράκων, επιταχυντής ταχύτητας φλόγας και ως παράγοντας ντόπινγκ για την κατασκευή ημιαγωγών. Χρησιμοποιείται επίσης ως βήμα στην κατασκευή υπερκαθαρού βορίου για ημιαγωγούς. Χρησιμοποιείται επίσης για να καλύψει το εσωτερικό των tokamaks για να κρατήσει τους ρύπους από βαρέα μέταλλα έξω από το πλάσμα.

Συμπέρασμα

Τα βοράνια είναι οι χημικές ενώσεις του βορίου και του υδρογόνου. Το μόνο υδρίδιο του βορίου (βοράνιο) είναι το διβοράνιο, ο τύπος B2H6. Το διβοράνιο μπορεί να είναι ένα άχρωμο, με γλυκιά οσμή, εξαιρετικά εύφλεκτο αέριο σε θερμοκρασία. Αναφλέγεται αυθόρμητα σε υγρό αέρα σε θερμοκρασίες σε υψηλές συγκεντρώσεις.